脫硝氨逃逸在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是由我公司榮譽(yù)出品,本系統(tǒng)包括預(yù)處理系統(tǒng)、氣體分析儀和數(shù)據(jù)處理與顯示三大部分。本系統(tǒng)取樣方式為在位式高溫伴熱抽取。本系統(tǒng)基本原理是基于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光潛( TDLAS)技術(shù):激光光譜氣體分析技術(shù)已經(jīng)廠泛應(yīng)用到對(duì)于靈敏度、響應(yīng)時(shí)間、背景氣體免干擾等有較高要求的各種氣體監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。
本公司生產(chǎn)的脫硝氨逃逸在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)耐用且易于安裝,特別適用于眾多環(huán)保及工業(yè)過(guò)程氣體排放監(jiān)測(cè),包括燃煤發(fā)電廠、鋁廠、鋼鐵廠、冶煉廠、垃圾發(fā)電站、水泥廠和化工廠等。
二、工作原理
本公司的脫硝氨逃逸在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的核心測(cè)量模塊采用的是TDLAS技術(shù)測(cè)量氨氣。
TDLAS(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy)是可調(diào)諧二極管激光吸收光譜技術(shù)的簡(jiǎn)稱,由于激光二極管采用半導(dǎo)體材料制成,通常又稱為可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光潛技術(shù)。
三、技術(shù)規(guī)格
1.可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜(TDLAS)
該技術(shù)主要是利用可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器的窄線寬和波長(zhǎng)隨注入電流改變的特性實(shí)現(xiàn)對(duì)分子的單個(gè)或幾個(gè)距離很近很難分辨的吸收線進(jìn)行測(cè)量。
ZYF-601脫硝氨逃逸在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要部件:可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器,目前常用于TDLAS技術(shù)的可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器包括:法珀(Fabry-Perot)激光器、分布反饋式(Distributed Feedback)半導(dǎo)體激光器、分布布喇格反射(Distributed Bragg reflector)激光器、垂直腔表面發(fā)射(Vertical-cavity surface-emitting)激光器和外腔調(diào)諧半導(dǎo)體激光器。
2.可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜原理
TDLAS通常是用單一窄帶的激光頻率掃描一條獨(dú)立的氣體吸收線。為了實(shí)現(xiàn)的選擇性,分析一般在低壓下進(jìn)行,這時(shí)吸收線不會(huì)因?yàn)閴毫Χ訉挕_@種測(cè)量方法是Hinkley和Reid提出的,現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成為了非常靈敏和常用的大氣中痕量氣體的監(jiān)測(cè)技術(shù)。
3.可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜的主要特點(diǎn)包括
(1) 高選擇性,高分辨率的光譜技術(shù),由于分子光譜的“指紋”特征,它不受其它氣體的干擾。這一特性與其它方法相比有明顯的優(yōu)勢(shì)。
(2) 它是一種對(duì)所有在紅外有吸收的活躍分子都有效的通用技術(shù),同樣的儀器可以方便的改成測(cè)量其它組分的儀器,只需要改變激光器和標(biāo)準(zhǔn)氣。由于這個(gè)特點(diǎn),很容易就能將其改成同時(shí)測(cè)量多組分的儀器。
(3) 它具有速度快,靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)。在不失靈敏度的情況下,其時(shí)間分辨率可以在ms量級(jí)。應(yīng)用該技術(shù)的主要領(lǐng)域有:分子光譜研究、工業(yè)過(guò)程監(jiān)測(cè)控制、燃燒過(guò)程診斷分析、發(fā)動(dòng)機(jī)效率和機(jī)動(dòng)車尾氣測(cè)量、爆炸檢測(cè)、大氣中痕量污染氣體監(jiān)測(cè)等。
六、研發(fā)背景
在大規(guī)模燃燒礦物燃料的領(lǐng)域,例如燃煤技電力、鋼鐵、水泥、建材、食品等,都安裝了前燃(pre—combustion)或后燃(post combustion)NOx控制技術(shù)的脫硝裝置,后燃NOx控制技術(shù)可以是選擇性催化還原法(SCR)也可以是選擇性非催化還原法(SNCR),但是無(wú)論應(yīng)用哪種方法,基本原理都是一樣的,即都是通過(guò)往反應(yīng)器內(nèi)注入氫與氮氧化物技生反應(yīng),產(chǎn)生水和N2。注入的氨可以直接以NH的形式,也可以先通過(guò)尿素分解釋放得到NH3,再注入的形式。無(wú)論何種形式,控制好氨的注入量和氨在反應(yīng)區(qū)的空間分布便可以盡可能的降低NOx排放。氨注入的過(guò)少,就會(huì)降低還原轉(zhuǎn)化效率,氨注入的過(guò)量,不但不能減少N0x排放,反而因?yàn)檫^(guò)量的氨導(dǎo)致NH3逃逸出反應(yīng)區(qū),逃逸的NH3,會(huì)與工藝流程中產(chǎn)生的硫酸鹽發(fā)生反應(yīng)生成硫酸銨鹽,且主要都是重硫酸銨鹽。銨鹽會(huì)在鍋爐尾部煙道下游固體部件表面上沉淀,例如沉淀在空氣預(yù)熱器扇面上,會(huì)造成嚴(yán)重的設(shè)備腐蝕,并因此帶來(lái)額外的維護(hù)費(fèi)用。在反應(yīng)區(qū)注入的氨分布情況與NO和N02的分布不匹配時(shí)也會(huì)出現(xiàn)氨逃逸現(xiàn)象,高氨量逃逸的情況伴隨著N0,轉(zhuǎn)化效率降低是一種非常糟糕的現(xiàn)象和很嚴(yán)重的問(wèn)題。
氨逃逸的危害
• 逃逸掉的氨造成資金的浪費(fèi),環(huán)境污染;
• 氨逃逸將腐蝕催化劑模塊,造成催化劑失活(失效)和堵塞,縮短催化劑壽命;
• 逃逸的氨,會(huì)與煙氣中的SO3生成硫酸氨(具有腐蝕性和粘結(jié)性)使位于脫硝下游的空氣預(yù)熱器蓄熱原件堵塞與腐蝕;
• 過(guò)量的脫硝氨會(huì)被飛灰吸收,導(dǎo)致細(xì)灰(灰磚)無(wú)法銷售;
傳統(tǒng)方法技術(shù)難點(diǎn)
傳統(tǒng)方法包括:傳統(tǒng)抽取法,激光原位測(cè)量,半原位半抽取等;
由于NH3是一種很活躍的氣體,在采樣過(guò)程中會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),而且絕大多數(shù)注氨脫硝法都是高溫高塵布置,傳統(tǒng)的測(cè)量方法煙道直接安裝測(cè)量法(光路貫穿管道)存在光學(xué)儀器發(fā)射與接受探頭易被腐蝕、煙氣煙塵影響光強(qiáng)造成測(cè)量精度不足、機(jī)械振動(dòng)引起部件松動(dòng)、測(cè)量受溫度和壓力等過(guò)程參數(shù)影響、運(yùn)行維護(hù)不便等問(wèn)題;同時(shí)抽取式方法由于伴熱管線較長(zhǎng)會(huì)在抽取過(guò)程中NH3發(fā)生化學(xué)反應(yīng),測(cè)量也會(huì)造成偏差。